2019届一轮复习人教版电解池金属的腐蚀与防护学案

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第三节 电解池 金属的腐蚀与防护 ‎　教材复习——打牢基础，基稳才能楼高 电解原理 ‎1．电解 使电流通过电解质溶液(或熔融的电解质)而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程。‎ ‎2．电解池 ‎(1)概念：将能转化为化学能的装置。‎ ‎(2)构成条件 ‎①有外接直流电源。‎ ‎②有与直流电源相连的两个电极。‎ ‎③形成闭合回路。‎ ‎④电解质溶液或熔融电解质。‎ ‎(3)电解原理(以电解CuCl2溶液为例)‎ ‎①电极反应式：‎ 阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑‎ 阴极：Cu2＋＋2e－===Cu ‎②总反应方程式：Cu2＋＋2Cl－Cu＋Cl2↑‎ ‎3．电极反应式的书写 ‎(1)确定电解池的阴、阳极 电源正极连接极；电源负极连接极。‎ ‎(2)分析电解质溶液的组成 找全离子并分阴、阳两组(不要忘记水溶液中的H＋和OH－)。‎ ‎(3)阴、阳两极的放电顺序 ‎①阴极(与电极材料无关)：‎ ‎②阳极(与电极材料有关)：‎ ‎[对点练习]‎ ‎1．用石墨电极电解CuCl2溶液(见右图)。下列分析正确的是(　　)‎ A．a端是直流电源的负极 B．通电使CuCl2发生电离 C．阳极上发生的反应：Cu2＋＋2e－===Cu D．通电一段时间后，在阴极附近观察到黄绿色气体 解析：选A　通过图中离子的运动状态可判断连接a的电极为阴极，连接b的电极为阳极，故a端为直流电源的负极，b端为直流电源的正极，A项正确；CuCl2在水溶液中就能发生电离，而不是通电的结果，B项错误；阳极发生氧化反应，即2Cl－－2e－=== Cl2↑，C项错误；阴极发生还原反应，析出Cu，阳极发生氧化反应，在阳极附近可观察到黄绿色气体，D项错误。‎ ‎2．如图是电解饱和NaCl溶液的实验装置，其中c、d为石墨电极。则下列有关判断中正确的是(　　)‎ A．a为正极、b为负极 B．c为阴极、d为阳极 C．电解过程中，d电极质量增加 D．电解过程中，Cl－浓度不变 解析：选A　由电子流向可知，a为正极，b为负极，c为阳极，d为阴极，c极：2Cl－－2e－===Cl2↑；d极：2H＋＋2e－===H2↑，B、C、D项均错误。‎ 电解原理的应用 ‎1．电解饱和食盐水 ‎(1)电极反应 阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑(反应类型：氧化反应)，‎ 阴极：2H＋＋2e－===H2↑(反应类型：还原反应)。‎ ‎(2)总反应方程式 ‎2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。‎ 离子方程式：‎ ‎2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑。‎ ‎(3)应用：氯碱工业制烧碱、氢气和氯气 阳极 钛网(涂有钛、钌等氧化物涂层)‎ 阴极 碳钢网 阳离 子交 换膜 ‎①只允许阳离子通过，能阻止阴离子和气体通过 ‎②将电解槽隔成阳极室和阴极室 ‎③既能阻止H2和Cl2混合爆炸，又能避免Cl2和NaOH溶液作用生成的NaClO影响烧碱质量 ‎2．电镀和电解精炼铜 电镀(如铁制 品上镀Cu)‎ 电解精炼铜 阳 极 电极材料 镀层金属铜 粗铜(含Zn、Fe、Ni、Ag、Au等杂质)‎ 电极反应 Cu－2e－‎ ‎===Cu2＋‎ Zn－2e－===Zn2＋、‎ Fe－2e－===Fe2＋、‎ Ni－2e－===Ni2＋、‎ Cu－2e－===Cu2＋‎ 阴 极 电极材料 待镀铁制品 精铜 电极反应 Cu2＋＋2e－===Cu 电解质溶液 含Cu2＋的盐溶液 电解精炼铜时，阳极粗铜中的Ag、Au等不反应，沉积在电解池底部形成阳极泥 ‎3．电冶金 利用电解熔融盐(或氧化物)的方法来冶炼活泼金属Na、Ca、Mg、Al等。‎ 总方程式 阳极、阴极反应式 冶炼钠 ‎2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑‎ ‎2Cl－－2e－===Cl2↑‎ ‎2Na＋＋2e－===2Na 冶炼镁 MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑‎ ‎2Cl－－2e－===Cl2↑‎ Mg2＋＋2e－===Mg 冶炼铝 ‎2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑‎ ‎6O2－－12e－===3O2↑‎ ‎4Al3＋＋12e－===4Al ‎[对点练习]‎ ‎1．下面有关电化学的图示，完全正确的是(　　)‎ 解析：选D　在CuZn原电池中，由于金属活动性：Zn＞Cu，所以Zn作负极，Cu作正极，在正极上发生还原反应生成H2，A错误；粗铜精炼时，粗铜作阳极，精铜作阴极，电极连接不正确，B错误；在Fe片上镀锌时，Fe作阴极，Zn作阳极，电极连接不正确，C错误；电解饱和NaCl溶液时，阳极发生反应：2Cl－－2e－===Cl2↑，Cl2有强氧化性，与KI发生反应：Cl2＋2KI===2KCl＋I2，I2使淀粉溶液变为蓝色，阴极发生反应：2H＋＋2e－===H2↑，由于氢气的密度比空气密度小，所以用向下排空气的方法收集，D正确。‎ ‎2．利用电解法可将含有Fe、Zn、Ag、Pt等杂质的粗铜提纯，下列叙述正确的是(　　)‎ A．电解时以精铜作阳极 B．电解时阴极发生氧化反应 C．粗铜连接电源负极，其主要的电极反应是Cu－2e－===Cu2＋‎ D．电解后，电解槽底部会形成含少量Ag、Pt等金属的阳极泥 解析：选D　电解精炼铜时，粗铜作阳极，A项错误；电解时阴极发生还原反应，B项错误；粗铜连接电源正极，其主要的电极反应是Cu－2e－===Cu2＋，C项错误；由于Ag、Pt不如Cu活泼，电解时不能失电子，最终以阳极泥的形式沉积下来，D项正确。‎ ‎3．氯碱工业以电解精制饱和食盐水的方法制取氯气、氢气、烧碱和氯的含氧酸盐等系列化工产品。下图是离子交换膜法电解食盐水的示意图，图中的离子交换膜只允许阳离子通过。‎ 完成下列填空：‎ ‎(1)写出电解饱和食盐水的离子方程式_______________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(2)离子交换膜的作用为___________________________________________________、‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(3)精制饱和食盐水从图中________位置补充，氢氧化钠溶液从图中________位置流出。(选填“a”、“b”、“c”或“d”)‎ 解析：(1)电解饱和食盐水的离子方程式是2Cl－＋2H2OCl2↑＋H2↑＋2OH－。‎ ‎(2)图中的离子交换膜是阳离子交换膜，只允许阳离子通过，这样就可以阻止阴极溶液中的OH－进入阳极室与氯气发生反应，阻止阳极产生的Cl2和阴极产生的H2混合发生爆炸。‎ ‎(3)随着电解的进行，溶质NaCl不断消耗，所以应该及时补充。精制饱和食盐水从图中阳极区的a位置补充，由于阴极H＋不断放电，附近的溶液显碱性，氢氧化钠溶液从图中d位置流出。‎ 答案：(1)2Cl－＋2H2OCl2↑＋H2↑＋2OH－‎ ‎(2)阻止OH－进入阳极室与Cl2发生副反应：2NaOH＋Cl2===NaCl＋NaClO＋H2O　阻止阳极产生的Cl2和阴极产生的H2混合发生爆炸(答案合理即可)‎ ‎(3)a　d 金属的腐蚀与防护 ‎1．金属腐蚀的本质 金属原子失去电子变成金属阳离子，金属发生氧化反应。‎ ‎2．金属腐蚀的类型 ‎(1)化学腐蚀和电化学腐蚀 比较项目 化学腐蚀 电化学腐蚀 发生条件 金属与接触到的物质直接反应 不纯金属接触到电解质溶液发生原电池反应 共同点 M－ne－===Mn＋‎ 是否构成 原电池 无原电池构成 有无数微小原电池构成 实质 金属被腐蚀 较活泼金属被腐蚀 有无电流 电流产生 电流产生 联系 两者往往同时发生，电化学腐蚀更普遍 ‎(2)析氢腐蚀和吸氧腐蚀(以钢铁的腐蚀为例) ‎ 比较项目 析氢腐蚀 吸氧腐蚀 发生条件 钢铁表面吸附的 水膜酸性较强 钢铁表面吸附的水膜 酸性较弱或呈中性 电极反应 负极 Fe－2e－===Fe2＋‎ 正极 ‎2H＋＋2e－===H2↑‎ ‎2H2O＋O2＋4e－===4OH－‎ 总反应 Fe＋2H＋===‎ Fe2＋＋H2↑‎ ‎2Fe＋O2＋2H2O===‎ ‎2Fe(OH)2 ‎ 其他反应 铁锈的形成：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，‎ ‎2Fe(OH)3===Fe2O3·xH2O(铁锈)＋(3－x)H2O 联系 吸氧腐蚀更普遍 ‎3．金属的防护 ‎(1)电化学防护 牺牲阳极的保护法 ‎——原电池原理 负极：比被保护金属活泼的金属 正极：被保护的金属设备 外加电流的阴极保护法 ‎——电解原理 阴极：被保护的金属设备 阳极：惰性电极 ‎(2)改变金属的内部结构，如制成合金、不锈钢等。‎ ‎(3)加防护层，如在金属表面喷油漆、涂油脂、电镀、喷镀或表面钝化等方法。‎ ‎[对点练习]‎ ‎1．下列金属防腐的措施中，使用外加电流的阴极保护法的是(　　)‎ A．水中的钢闸门连接电源的负极 B．金属护栏表面涂漆 C．汽车底盘喷涂高分子膜 D．地下钢管连接镁块 解析：‎ 选A　水中的钢闸门连接电源的负极，钢闸门为阴极，从而得以保护，A项正确；金属护栏表面涂漆的原理是隔绝金属护栏与空气接触，从而减缓金属护栏的腐蚀，B项错误；汽车底盘喷涂高分子膜的原理也是隔绝与空气的接触，C项错误；地下钢管连接镁块，形成了原电池，属于牺牲阳极的阴极保护法，D项错误。‎ ‎2．利用如图装置探究铁在海水中的电化学防护，下列说法不正确的是(　　)‎ A．若X为锌棒，开关K置于M处，可减缓铁的腐蚀 B．若X为锌棒，开关K置于M处，铁电极的反应 Fe－2e－===Fe2＋‎ C．若X为碳棒，开关K置于N处，可减缓铁的腐蚀 D．若X为碳棒，开关K置于N处，铁电极的反应 ‎2H＋＋2e－===H2↑‎ 解析：选B　A项，此时是牺牲阳极的阴极保护法，正确；B项，此时构成原电池，锌作负极被氧化，铁作正极被保护，错误；C项，此时为外加电流的阴极保护法，正确；D项，此时构成电解池，铁为阴极，电极反应为2H＋＋2e－===H2↑，正确。‎ ‎3．钢铁在潮湿的空气中会发生吸氧腐蚀。以下说法中，正确的是(　　)‎ A．负极发生的反应为Fe－2e－===Fe2＋‎ B．正极反应为O2＋4e－＋4H＋===2H2O C．腐蚀过程中，电子从正极流向负极 D．钢柱在水下的部分比在空气与水交界处更容易发生吸氧腐蚀 解析：选A　负极铁失电子发生氧化反应，电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，A项正确；正极发生的反应为O2＋4e－＋2H2O===4OH－，B项错误；腐蚀过程中，形成原电池，电子从负极流向正极，C项错误；水中氧气的溶解度较小，故钢柱在水下的部分比在空气与水交界处更难发生吸氧腐蚀，D项错误。‎ ‎[基础过关练]　 ‎ ‎1．下列描述中，不符合生产实际的是(　　)‎ A．电解熔融的氧化铝制取金属铝，用铁作阳极 B．电解法精炼粗铜，用纯铜作阴极 C．电解饱和食盐水制烧碱，用涂镍碳钢网作阴极 D．在镀件上电镀锌，用锌作阳极 解析：选A　电解熔融的氧化铝制取金属铝所需温度很高，若用铁作阳极一则因铁失电子，二则铁在高温条件下可熔化，故实际生产中利用石墨作电极。‎ ‎2．以石墨为电极，电解KI溶液(其中含有少量酚酞和淀粉)。下列说法错误的是(　　)‎ A．阴极附近溶液呈红色　　 　B．阴极逸出气体 C．阳极附近溶液呈蓝色 D．溶液的pH变小 解析：选D　以石墨为电极电解KI溶液，阳极产物为I2，阴极产物为KOH、H2，因此，阳极生成的I2遇淀粉呈蓝色，C项正确；KOH溶液使酚酞呈红色，阴极逸出气体，A项、B项正确；生成KOH溶液的pH变大，D项错误。‎ ‎3．图1是电解饱和氯化钠溶液示意图。图2中，x轴表示实验时流入阴极的电子的物质的量，y轴表示(　　)‎ A．n(Na＋) B．n(Cl－)‎ C．c(OH－) D．c(H＋)‎ 解析：选C　电解饱和食盐水装置中，阳极氯离子放电生成氯气：2Cl－－2e－===Cl2↑，阴极氢离子放电：2H＋＋2e－===H2↑，总反应：2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑。故溶液中n(Na＋)不变，n(Cl－)减小，c(OH－)变大、c(H＋)变小。‎ ‎4．研究电化学腐蚀及防护的装置如右图所示。下列有关说法错误的是(　　)‎ A．d为石墨，铁片腐蚀加快 B．d为石墨，石墨上电极反应为 O2＋2H2O＋4e－===4OH－‎ C．d为锌块，铁片不易被腐蚀 D．d为锌块，铁片上电极反应为2H＋＋2e－===H2↑‎ 解析：选D　A．铁、石墨及海水构成原电池，由于活动性：Fe>石墨，Fe为负极，铁片腐蚀加快，正确；B.d为石墨，由于是中性电解质，所以发生的是吸氧腐蚀，石墨上电极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，正确；C.若d为锌块，铁、锌、海水构成原电池则由于金属活动性：Zn>Fe，Zn为负极，Fe为正极，Zn被腐蚀，Fe得到保护，铁片不易被腐蚀，正确；D.d为锌块，由于电解质为中性环境，发生的是吸氧腐蚀，在铁片上电极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，错误。‎ ‎5．如图所示的电解池Ⅰ和Ⅱ中，a、b、c和d均为Pt电极。电解过程中，电极b和d上没有气体逸出，但质量均增大，且增重bc(H＋)，溶液呈碱性 ‎　高考研究——把握考情，方向不对努力白费 考 纲 要 求 高 频 考 点 ‎1.理解电解池的构成、工作原理及应用。‎ ‎2．能书写电极反应式和总反应方程式。‎ ‎3．了解金属发生电化学腐蚀的原因、金属腐蚀的危害以及防止金属腐蚀的措施。‎ ‎1.生产生活中的电解原理 ‎5年5考 ‎2.金属的腐蚀与防护 ‎5年3考 ‎3.电化学组合装置问题分析 ‎5年2考 考点一　生产生活中的电解原理分析 ‎ [高考这样考]‎ ‎1．(2017·全国卷Ⅱ)用电解氧化法可以在铝制品表面形成致密、耐腐蚀的氧化膜，电解质溶液一般为H2SO4H2C2O4混合溶液。下列叙述错误的是(　　)‎ A．待加工铝质工件为阳极 B．可选用不锈钢网作为阴极 C．阴极的电极反应式为Al3＋＋3e－===Al D．硫酸根离子在电解过程中向阳极移动 解析：选C　利用电解氧化法在铝制品表面形成致密的Al2O3薄膜，即待加工铝质工件作阳极，A项正确；阴极与电源负极相连，对阴极电极材料没有特殊要求，可选用不锈钢网等，B项正确；电解质溶液呈酸性，阴极上应是H＋放电，阴极发生的电极反应为2H＋＋2e－===H2↑，C项错误；在电解过程中，电解池中的阴离子向阳极移动，D项正确。‎ ‎2．(2016·全国卷Ⅰ)三室式电渗析法处理含Na2SO4废水的原理如图所示，采用惰性电极，ab、cd均为离子交换膜，在直流电场的作用下，两膜中间的Na＋和SO可通过离子交换膜，而两端隔室中离子被阻挡不能进入中间隔室。‎ 下列叙述正确的是(　　)‎ A．通电后中间隔室的SO离子向正极迁移，正极区溶液pH增大 B．该法在处理含Na2SO4废水时可以得到NaOH和H2SO4产品 C．负极反应为2H2O－4e－===O2＋4H＋，负极区溶液pH降低 D．当电路中通过1 mol电子的电量时，会有0.5 mol的O2生成 解析：选B　A项正极区发生的反应为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，由于生成H＋，正极区溶液中阳离子增多，故中间隔室的SO向正极迁移，正极区溶液的pH减小。B项负极区发生的反应为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，阴离子增多，中间隔室的Na＋向负极迁移，故负极区产生NaOH，正极区产生H2SO4。C项由B项分析可知，负极区产生OH－，负极区溶液的pH升高。D项正极区发生的反应为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，当电路中通过1 mol电子的电量时，生成0.25 mol O2。‎ ‎3．(2017·天津高考节选)某混合物浆液含Al(OH)3、MnO2和少量Na2CrO4。考虑到胶体的吸附作用使Na2CrO4不易完全被水浸出，某研究小组利用设计的电解分离装置(如图)，使浆液分离成固体混合物和含铬元素溶液，并回收利用。回答下列问题(含铬元素溶液的分离和利用)。‎ 用惰性电极电解时，CrO能从浆液中分离出来的原因是________________________________________________，分离后含铬元素的粒子是________；阴极室生成的物质为________(写化学式)。‎ 解析：题图中电解分离装置采用离子交换膜，根据电解时阴离子向阳极移动，则在直流电场作用下，CrO通过阴离子膜向阳极室移动，脱离浆液。在阳极室，CrO发生可逆反应：2CrO＋2H＋Cr2O＋H2O，故分离后含铬元素的粒子是CrO、Cr2O。在阴极室，H2O放电：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，c(OH－)增大，且Na＋向阴极室移动，故阴极室生成的物质为NaOH、H2。‎ 答案：在直流电场作用下，CrO通过阴离子交换膜向阳极室移动，脱离浆液　CrO和Cr2O　NaOH和H2‎ ‎4．(2016·全国卷Ⅰ节选)高锰酸钾(KMnO4)是一种常用氧化剂，主要用于化工、防腐及制药工业等。以软锰矿(主要成分为MnO2)为原料生产高锰酸钾的工艺路线如下：‎ ‎“电解法”为现代工艺，即电解K2MnO4‎ 水溶液。电解槽中阳极发生的电极反应为________________________________________________________________________，‎ 阴极逸出的气体是________。‎ 解析：阳极为失电子的极，MnO在阳极处失电子生成MnO，即阳极反应式为MnO－e－===MnO；阴极上为氢离子得电子生成H2。‎ 答案：MnO－e－===MnO　H2‎ ‎[师说高考]‎ 知 考 情 电解原理及应用是高考常考内容，一般以填空题形式考查。往往与生产、生活及新科技等相联系，题材广、信息新，考查考生阅读相关材料、提炼关键信息等综合分析的能力、知识迁移能力，具有一定的难度 明 学 法 复习时，必须熟练掌握电解池阴、阳极的判断、电极产物的判断、溶液pH变化、离子移动方向的判断等知识，熟练书写电极反应式并能灵活运用得失电子守恒原理进行相关计算 ‎[备考这样办]‎ 角度1　电解池阴、阳极的判断方法 根据外接电源 连正极为阳极，连负极为阴极 根据电流方向 从阴极流出，从阳极流入 根据电子流向 从阳极流出，从阴极流入 根据离子移向 阴离子移向阳极，阳离子移向阴极 根据电极产物 阳极：电极溶解、逸出O2(或极区变酸性)或Cl2‎ 阴极：析出金属、逸出H2(或极区变碱性)‎ 角度2　电极反应式和总反应式的书写 阳极 ‎①活性电极失去电子生成相应的金属阳离子 ‎②溶液中的阴离子失去电子生成相应的单质或高价态化合物 阴极 溶液中的阳离子得到电子生成相应的单质或低价态化合物 电解总反应式 在得失电子数目相同的前提下，两极反应式相加即可得总反应的化学方程式或离子方程式，且应注明条件“电解”‎ 角度3　用惰性电极电解电解质溶液时的分析 ‎(1)电解规律 类型 实例 电极反应 特点 电解质 浓度 pH 电解质 溶液复原 电解 水型 强碱溶液，如NaOH溶液 阴极：4H＋＋4e－===2H2↑‎ 阳极：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑‎ 增大 增大 加水 含氧酸溶液，‎ 如H2SO4溶液 增大 减小 加水 活泼金属的 含氧酸盐溶液，‎ 如Na2SO4溶液 增大 不变 加水 电解 电解 质型 无氧酸溶液，如盐酸 电解质电离出的阴、阳离子分别在两极放电 减小 增大 通入HCl 气体 不活泼金属的无氧酸盐溶液，如CuCl2溶液 减小 ‎—‎ 加入 CuCl2‎ 固体 放H2‎ 生碱 型　‎ 活泼金属的无氧酸盐溶液，如NaCl溶液 阴极：H2O放H2生成碱 阳极：电解质阴离子放电 生成新电解质 增大 通入 HCl气体 放O2‎ 生酸 型　‎ 不活泼金属的含氧酸盐溶液，如CuSO4溶液 阴极：电解质阳离子放电 阳极：H2O放O2生成酸 生成新电解质 减小 加入 CuO ‎(2)注意事项 电解质溶液的复原应遵循“从溶液中析出什么补什么”的原则，即从溶液中析出哪种元素的原子，则应按比例补入哪些原子。‎ ‎①要使电解后的NaCl溶液复原，不能滴加盐酸。因为电解NaCl溶液时析出的是等物质的量的Cl2和H2，所以应通入氯化氢气体，加入盐酸会引入过多的水。‎ ‎②要使电解后的CuSO4溶液复原(阴极产物只有Cu时)，可加入CuO、CuCO3，但不能加入Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3，否则会引入过多的水。‎ 角度4　有关电解的计算 ‎(1)常用的三种计算方法 ‎(2)常用的关系式 通过4 mol e－为基准可构建电极产物之间的如下关系式：‎ ‎[过关这样练]‎ ‎1．采用电化学法还原CO2是一种使CO2资源化的方法，右图是利用此法制备ZnC2O4的示意图(电解质溶液不参与反应)。下列说法正确的是(　　)‎ A．Zn与电源的负极相连 B．ZnC2O4在交换膜右侧生成 C．电解的总反应为2CO2＋ZnZnC2O4‎ D．通入11.2 L CO2时，转移0.5 mol电子 解析：选C　制备ZnC2O4，则Zn发生氧化反应，作阳极，与电源的正极相连，A项错误；阳离子Zn2＋通过阳离子交换膜向阴极移动，且CO2在阴极上发生还原反应转化为C2O，故ZnC2O4在交换膜左侧生成，B项错误；该装置的电解总反应为2CO2＋ZnZnC2O4，C项正确；根据2CO2＋2e－===C2O，通入标准状况下11.2 L CO2时，转移0.5 mol电子，D项错误。‎ ‎2．用右图所示装置除去含CN－、Cl－废水中的CN－时，控制溶液pH为9～10，阳极产生的ClO－将CN－氧化为两种无污染的气体，下列说法不正确的是(　　)‎ A．用石墨作阳极，铁作阴极 B．阳极的电极反应式：Cl－＋2OH－－2e－===ClO－＋H2O C．阴极的电极反应式：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－‎ D．除去CN－的反应：2CN－＋5ClO－＋2H＋===N2↑＋2CO2↑＋5Cl－＋H2O 解析：选D　A项，若铁作阳极，则铁失电子生成Fe2＋，则CN－无法除去，故铁只能作阴极，正确；B项，阳极Cl－放电生成ClO－‎ ‎，Cl的化合价升高，故在阳极发生氧化反应，又已知该溶液呈碱性，正确；C项，阳离子在电解池的阴极得电子发生还原反应，在碱性条件下，H2O提供阳离子(H＋)，正确；D项，由于溶液是碱性条件，故除去CN－发生的反应式中不能存在大量H＋，错误。‎ ‎3．(2018·湖北八校联考)电化学降解NO的原理如图所示。下列说法中不正确的是(　　)‎ A．铅蓄电池的A极为正极，电极材料为PbO2‎ B．铅蓄电池工作过程中负极质量增加 C．该电解池的阴极反应为2NO＋6H2O＋10e－===N2↑＋12OH－‎ D．若电解过程中转移2 mol电子，则交换膜两侧电解质溶液的质量变化差(Δm左－Δm右)为10.4 g 解析：选D　根据AgPt电极上NO发生还原反应可知，该电极是阴极，所以铅蓄电池的A极为正极，电极材料为PbO2，A项正确；铅蓄电池工作过程中负极有硫酸铅生成，质量增加，B项正确；电解池的阴极发生还原反应：2NO＋6H2O＋10e－===N2↑＋12OH－，C项正确；电解池的阳极反应为2H2O－4e－===4H＋＋O2↑，若电解过程中转移2 mol电子，阳极消耗1 mol H2O，有2 mol H＋移向阴极，阳极室质量减少18 g，阴极室放出0.2 mol氮气，质量减少(5.6－2)g＝3.6 g，交换膜两侧电解质溶液的质量变化差(Δm左－Δm右)为18 g－3.6 g＝14.4 g，D项错误。‎ ‎4．(2017·江苏高考节选)铝是应用广泛的金属。以铝土矿(主要成分为Al2O3，含SiO2和Fe2O3等杂质)为原料制备铝的一种工艺流程如下：‎ 注：SiO2在“碱溶”时转化为铝硅酸钠沉淀。‎ ‎(1)“电解Ⅰ”是电解熔融Al2O3，电解过程中作阳极的石墨易消耗，原因是________________________。‎ ‎(2)“电解Ⅱ”是电解Na2CO3溶液，原理如下图所示。阳极的电极反应式为____________________________，阴极产生的物质A的化学式为________。‎ 解析：(1)电解Al2O3时阳极上生成O2，O2会氧化石墨。(2)阳极上OH－失去电子生成O2，由H2O电离出的H＋可以与CO反应生成HCO。阴极上H2O放电生成H2。‎ 答案：(1)石墨电极被阳极上产生的O2氧化 ‎(2)4CO＋2H2O－4e－===4HCO＋O2↑　H2‎ ‎5．(1)利用LiOH和钴氧化物可制备锂离子电池正极材料。LiOH可由电解法制备，钴氧化物可通过处理钴渣获得。‎ 利用如图所示装置电解制备LiOH，两电极区电解液分别为LiOH和LiCl溶液。B极区电解液为________溶液(填化学式)，阳极电极反应式为______________________，‎ 电解过程中Li＋向______电极迁移(填“A”或“B”)。‎ ‎(2)将烧碱吸收H2S后的溶液加入到如图所示的电解池的阳极区进行电解。电解过程中阳极区发生如下反应：‎ S2－－2e－===S ‎(n－1)S＋S2－===S ‎①写出电解时阴极的电极反应式：______________________________________。‎ ‎②电解后阳极区的溶液用稀硫酸酸化得到硫单质，其离子方程式可写成________________________________________________________________________。‎ 解析：(1)根据电解装置图，两电极区电解液分别为LiOH和LiCl溶液，B极区产生H2，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，剩余OH－与Li＋结合生成LiOH，所以B极区电解液应为LiOH溶液，B电极为阴极，则A电极应为阳极。阳极区电解液应为LiCl溶液，电极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑。根据电流方向，电解过程中Li＋向B电极迁移。(2)由题图知，阴极区的电解质为氢氧化钠，且阴极生成H2，故阴极的电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－。S在酸性条件下发生歧化反应，生成硫单质和硫化氢气体，离子方程式为S＋2H＋===(n－1)S↓＋H2S↑。‎ 答案：(1)LiOH　2Cl－－2e－===Cl2↑　B ‎(2)①2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－‎ ‎②S＋2H＋===(n－1)S↓＋H2S↑‎ 考点二　金属的腐蚀与防护 ‎ [高考这样考]‎ ‎1．(2017·全国卷Ⅰ)支撑海港码头基础的钢管桩，常用外加电流的阴极保护法进行防腐，工作原理如图所示，其中高硅铸铁为惰性辅助阳极。下列有关表述不正确的是(　　)‎ A．通入保护电流使钢管桩表面腐蚀电流接近于零 B．通电后外电路电子被强制从高硅铸铁流向钢管桩 C．高硅铸铁的作用是作为损耗阳极材料和传递电流 D．通入的保护电流应该根据环境条件变化进行调整 解析：选C　依题意，钢管桩为阴极，电子流向阴极，阴极被保护，铁不容易失去电子，故钢管桩表面腐蚀电流(指铁失去电子形成的电流)，接近于0，A项正确；阳极上发生氧化反应，失去电子，电子经外电路流向阴极，B项正确；高硅铸铁作阳极，阳极上发生氧化反应，阳极上主要是海水中的水被氧化生成氧气，惰性辅助阳极不被损耗，C项错误；根据海水对钢管桩的腐蚀情况，增大或减小电流强度，D项正确。‎ ‎2．(2015·重庆高考节选)如图为青铜器在潮湿环境中发生电化学腐蚀的原理示意图。‎ ‎(1)腐蚀过程中，负极是________(填图中字母“a”或“b”或“c”)。‎ ‎(2)环境中的Cl－扩散到孔口，并与正极反应产物和负极反应产物作用生成多孔粉状锈Cu2(OH)3Cl，其离子方程式为________________________________________________。‎ 解析：(1)负极发生失电子的反应，铜作负极失电子，因此负极为c。负极反应：Cu－2e－===Cu2＋，正极反应：O2＋2H2O＋4e－===4OH－。(2)正极产物为OH－，负极产物为Cu2＋，两者与Cl－反应生成Cu2(OH)3Cl，其离子方程式为2Cu2＋＋3OH－＋Cl－===Cu2(OH)3Cl↓。‎ 答案：(1)c　(2)2Cu2＋＋3OH－＋Cl－===Cu2(OH)3Cl↓‎ ‎3．(2014·福建高考节选)铁及其化合物与生产、生活关系密切。‎ 右图中是实验室研究海水对铁闸不同部位腐蚀情况的剖面示意图。‎ ‎(1)该电化学腐蚀称为________。‎ ‎(2)右图中A、B、C、D四个区域，生成铁锈最多的是________(填字母)。‎ 解析：(1)在弱酸性或中性条件下，金属所发生的腐蚀是吸氧腐蚀。(2)铁闸发生吸氧腐蚀时，正极必须有氧气参与，因此与空气接触较多的B处生成铁锈最多。‎ 答案：(1)吸氧腐蚀　(2)B ‎[师说高考]‎ 知 考 情 金属的腐蚀与防护是电化学的重要应用，综合考查电化学知识是近年来高考常考点。这类题目主要考查判断腐蚀类型、判断腐蚀快慢及金属腐蚀的防护措施等知识点 明 学 法 正确判断“介质”溶液的酸碱性是分析析氢腐蚀和吸氧腐蚀的关键，明确腐蚀类型及条件，准确判断腐蚀快慢，理解防护原理 ‎[备考这样办]‎ 角度1　判断金属腐蚀的类型 ‎(1)析氢腐蚀和吸氧腐蚀的判断 正确判断“介质”溶液的酸碱性是分析析氢腐蚀和吸氧腐蚀的关键。潮湿的空气、中性溶液发生吸氧腐蚀；NH4Cl溶液、稀H2SO4等酸性溶液发生析氢腐蚀。‎ ‎(2)金属腐蚀快慢的判断 ‎①对同一电解质溶液来说，腐蚀速率的快慢：电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防腐措施的腐蚀。‎ ‎②对同一金属来说，在不同溶液中腐蚀速率的快慢：强电解质溶液中>弱电解质溶液中>非电解质溶液中。‎ ‎③活动性不同的两种金属，活动性差别越大，腐蚀速率越快。‎ ‎④对同一种电解质溶液来说，电解质浓度越大，金属腐蚀越快。‎ 角度2　掌握金属防护的两种方法 ‎(1)加防护层 如在金属表面加上油漆、搪瓷、沥青、塑料、橡胶等耐腐蚀的非金属材料；采用电镀或表面钝化等方法在金属表面镀上一层不易被腐蚀的金属。‎ ‎(2)电化学防护 ‎①牺牲阳极的阴极保护法——原电池原理：正极为被保护的金属；负极为比被保护的金属活泼的金属；‎ ‎②外加电流的阴极保护法——电解原理：阴极为被保护的金属，阳极为惰性电极。‎ 外加电流的阴极保护法保护效果大于牺牲阳极的阴极保护法。‎ ‎[过关这样练]‎ ‎1．用下列装置能达到预期目的的是(　　)‎ A．甲图装置可用于电解精炼铝 B．乙图装置可得到持续、稳定的电流 C．丙图装置利用了牺牲阳极的阴极保护法保护钢闸门不被腐蚀 D．丁图装置利用了外加电流的阴极保护法保护钢闸门不被腐蚀 解析：选D　电解精炼铝，用粗铝作阳极，纯铝作阴极，电解质不能是氯化铝溶液，否则在阴极上会析出氢气，应该是熔融的氧化铝，A项错误；该原电池可以产生电流但不能提供稳定的电流，B项错误；丙图装置中，形成原电池，钢闸门是负极，易被腐蚀，不能达到保护钢闸门的目的，C项错误；丁图装置中，形成电解池，钢闸门是阴极，可达到保护钢闸门的目的，D项正确。‎ ‎2．(2018·潍坊统考)利用如图所示装置进行实验，开始时，U形管两侧液面相平，密封好，放置一段时间。下列说法正确的是(　　)‎ A．左侧中O2得到电子，右侧中H＋得到电子 B．一段时间后，左侧液面低于右侧液面 C．a、b两处具有相同的电极反应式：Fe－3e－===Fe3＋‎ D．a处溶液的pH增大，b处溶液的pH减小 解析：选A　左侧中铁丝发生吸氧腐蚀，O2得到电子，右侧中铁丝发生析氢腐蚀，H＋得到电子，A项正确；左侧中吸收氧气，压强减小，右侧中析出氢气，压强增大，故一段时间后，左侧液面上升，右侧液面下降，左侧液面高于右侧液面，B项错误；a、b两处铁丝均作负极，电极反应式均为Fe－2e－===Fe2＋，C项错误；左侧O2得电子，发生反应O2＋2H2O＋4e－===4OH－，故a处溶液c(OH－)增大，pH增大，右侧H＋得电子，发生反应2H＋＋2e－===H2↑，b处溶液c(H＋)减小，pH增大，D项错误。‎ ‎3．下列与金属腐蚀有关的说法正确的是(　　)‎ A．图a中，插入海水中的铁棒，越靠近底端腐蚀越严重 B．图b中，开关由M改置于N时，CuZn合金的腐蚀速率减小 C．图c中，接通开关时Zn腐蚀速率增大，Zn上放出气体的速率也增大 D．图d中，ZnMnO2干电池自放电腐蚀主要是由MnO2的氧化作用引起的 解析：选B　图a中，铁棒发生电化学腐蚀，靠近底端的部分与氧气接触少，腐蚀程度较轻， 选项A错误；图b中开关置于M时，CuZn合金作负极，由M改置于N时，CuZn合金作正极，腐蚀速率减小，选项B正确；图c中接通开关时Zn作负极，腐蚀速率增大，但氢气在Pt极上放出，选项C错误；图d中ZnMnO2干电池自放电腐蚀主要是由Zn的氧化反应引起的，选项D错误。‎ 考点三　电化学组合装置问题分析 ‎[高考这么考]‎ ‎1．(2014·天津高考)已知：锂离子电池的总反应为LixC＋Li1－xCoO2C＋LiCoO2，锂硫电池的总反应为2Li＋SLi2S。有关上述两种电池说法正确的是(　　)‎ A．锂离子电池放电时，Li＋向负极迁移 B．锂硫电池充电时，锂电极发生还原反应 C．理论上两种电池的比能量相同 D．上图表示用锂离子电池给锂硫电池充电 解析：选B　锂离子电池放电时Li＋(阳离子)向正极迁移，A项错误；锂硫电池放电时负极反应为锂失去电子变为锂离子，发生氧化反应，则充电时，锂电极发生还原反应，B项正确；比能量是指参与电极反应的单位质量的电极材料放出电能的大小，二者的比能量不同，C项错误；充电时应正极接正极，负极接负极，题中装置不是给锂硫电池充电，D项错误。‎ ‎2．(2014·广东高考)某同学组装了如图所示的电化学装置。电极Ⅰ为Al，其他电极均为Cu，则(　　)‎ A．电流方向：电极Ⅳ→Ⓐ→电极Ⅰ B．电极Ⅰ发生还原反应 C．电极Ⅱ逐渐溶解 D．电极Ⅲ的电极反应：Cu2＋＋2e－===Cu 解析：选A　首先应根据图示判断左边两池通过盐桥构成原电池，产生电流对右边硫酸铜溶液进行电解(相当于精炼铜)。电极Ⅰ为负极，电极Ⅱ为正极，所以电流方向：电极Ⅳ→Ⓐ→电极Ⅰ(电流方向与电子流动方向相反)，A正确。电极Ⅰ上铝失电子发生氧化反应，B错。电极Ⅱ上有铜析出，C错。电极Ⅲ的电极反应：Cu－2e－===Cu2＋，D错。‎ ‎[师说高考]‎ 知 考 情 原电池和电解池统称为电池，将多个电池串联在一起，综合考查电化学知识是近年来高考常考点。这类题目主要考查电极名称的判断、电极反应式的书写、实验现象的描述、溶液中离子的移动、pH的变化、电解后电解质溶液的恢复及运用电子守恒处理相关数据等知识点 明 学 法 正确判断电池种类和灵活运用整个电路中各个电池工作时各电极上转移电子数目相等是解决多池“串联”试题相关问题的关键。复习时，必须熟练掌握原电池、电解池工作原理，准确判断电解池、原电池两电极及电极产物，熟练书写电极反应式并能灵活运用得失电子守恒原理进行分析与计算 ‎[备考这样办]‎ ‎[过关这样练]‎ ‎1．(2018·山西四校联考)用酸性甲醛燃料电池为电源进行电解的实验装置如图所示，下列说法中正确的是(　　)‎ A．当a、b都是铜作电极时，电解的总反应方程式为 ‎2CuSO4＋2H2O2H2SO4＋2Cu＋O2↑‎ B．燃料电池工作时，正极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－‎ C．当燃料电池消耗22.4 L甲醛气体时，电路中理论上转移2 mol e－‎ D．燃料电池工作时，负极反应为HCHO＋H2O－2e－===HCOOH＋2H＋‎ 解析：选D　由题图可知，左边是原电池装置，右边是电解池装置。通入HCHO的一极是负极，通入O2的一极是正极，a是阴极，b是阳极。当a、b都是铜作电极时，a极反应为Cu2＋＋2e－===Cu，b极反应为Cu－2e－===Cu2＋，A项错误；燃料电池工作时，正极是氧气得到电子发生还原反应，电解质为酸性电解质，所以电极反应为O2＋4H＋＋4e－===2H2O，B项错误；没有给出气体所处的温度和压强，甲醛气体的体积为22.4 L时其物质的量不一定为1 mol，C项错误；燃料电池工作时，甲醛失去电子，发生氧化反应：HCHO＋H2O－2e－===HCOOH＋2H＋，D项正确。‎ ‎2．(2018·韶关六校联考)电浮选凝聚法是工业上采用的一种污水处理方法，即保持污水的pH在5.0～6.0之间，通过电解生成Fe(OH)3胶体，Fe(OH)3胶体具有吸附作用，可吸附污水中的悬浮物而使其沉淀下来，起到净水的作用，其原理如图所示。下列说法正确的是(　　)‎ A．石墨电极上发生氧化反应 B．根据图示，物质A为CO2‎ C．为增强污水的导电能力，可向污水中加入适量乙醇 D．甲烷燃料电池中CO向通入空气的一极移动 解析：选B　甲烷空气燃料电池中，通甲烷的电极是负极，则石墨电极为阴极，阴极上发生还原反应，A项错误；通入甲烷的电极作负极，反应式为CH4＋4CO－8e－===5CO2＋2H2O，物质A为CO2，B项正确；乙醇是非电解质，不能增强污水的导电能力，C项错误；在原电池中，阴离子向负极移动，则甲烷燃料电池中CO向通入甲烷的一极移动，D项错误。‎ ‎3．如图所示，甲池的总反应式为2CH3OH＋3O2＋4KOH===2K2CO3＋6H2O。下列说法正确的是(　　)‎ A．甲池通入CH3OH的电极反应式为CH3OH＋6e－＋2H2O===CO＋8H＋‎ B．反应一段时间后，向乙池中加入一定量Cu(OH)2固体，能使CuSO4溶液恢复到原浓度 C．甲池中消耗224 mL(标准状况)O2，此时丙池中理论上产生1.16 g固体 D．若将乙池电解质溶液换成AgNO3溶液，则可以实现在石墨棒上镀银 解析：选C　甲池通入CH3OH的电极发生氧化反应：CH3OH－6e－＋8OH－===CO＋6H2O，A项错误；乙池中石墨作阳极，Ag作阴极，电解总反应为2CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑＋2H2SO4，由于CuSO4溶液过量，溶液中减少的是“2Cu＋O2↑”，因此加入CuO或CuCO3能使原溶液恢复到原浓度，B项错误；丙池中的总反应为MgCl2＋2H2OMg(OH)2↓＋H2↑＋Cl2↑，根据各电极上转移电子数相同，可得关系式：O2～4e－～2Mg(OH)2，丙池中产生Mg(OH)2固体的质量为×2×58 g·mol－1＝1.16 g，C项正确；石墨棒作阳极，Ag作阴极，只能在银极上镀银，D项错误。‎ ‎[课堂即时练]　 ‎ ‎1．(2018·福建师大附中考试)下列说法正确的是(　　)‎ A．马口铁(镀锡铁)镀层破损后被腐蚀时，首先是镀层被氧化 B．原电池反应是导致金属腐蚀的主要原因，故不能用于减缓金属的腐蚀 C．钢铁电化学腐蚀的两种主要类型的主要区别在于水膜的pH不同引起负极反应的不同 D．无论哪种类型的金属腐蚀，其实质都是金属被氧化 解析：选D　马口铁(镀锡铁)镀层破损后被腐蚀时，铁与锡在一起形成原电池，铁较活泼，作负极，被腐蚀，所以首先是铁被氧化，故A项错误；原电池反应是导致金属腐蚀的主要原因，但当金属作正极时被保护，故B项错误；钢铁电化学腐蚀的两种类型的主要区别在于水膜的pH不同，引起的正极反应不同，根据水膜的酸性强弱，可以分为析氢腐蚀和吸氧腐蚀，故C项错误；无论哪种类型的金属腐蚀，其实质都是金属失电子被氧化，故D项正确。‎ ‎2．图中X为电源，Y为浸透饱和食盐水和酚酞溶液滤纸，滤纸中央滴有一滴KMnO4溶液，通电后Y中央的紫红色斑向d端扩散。下列判断正确的是(　　)‎ A．滤纸上c点附近会变红色 B．Cu电极质量减小，Pt电极质量增大 C．Z中溶液的pH先减小，后增大 D．溶液中的SO向Cu电极定向移动 解析：选A　紫红色斑即MnO向d端扩散，由阴离子向阳极移动，可知，d为阳极，b为正极，a为负极，c为电解饱和食盐水的阴极，产物为H2和OH－‎ ‎，c点附近会变红色，A正确；电解CuSO4溶液时，Pt为阳极，产物为O2和H＋，Cu为阴极，产物为Cu，Cu极质量增大，Pt极质量不变，B错误；电解时，Z中先生成硫酸，再电解则为电解水，硫酸浓度增大，pH减小，C不正确；SO向阳极即Pt电极定向移动，D错误。‎ ‎3．(2018·温州模拟)高铁酸盐在能源环保领域有广泛用途。用镍(Ni)、铁作电极电解浓NaOH溶液制备高铁酸钠(Na2FeO4)的装置如图所示。下列说法正确的是(　　)‎ A．铁是阳极，电极反应为Fe－2e－＋2OH－===Fe(OH)2‎ B．电解一段时间后，镍电极附近溶液的pH减小 C．若离子交换膜为阴离子交换膜，则电解结束后左侧溶液中含有FeO D．每制得1 mol Na2FeO4，理论上可以产生67.2 L气体 解析：选C　用镍(Ni)、铁作电极电解浓NaOH溶液制备高铁酸钠(Na2FeO4)，铁失电子生成高铁酸钠，则铁作阳极，镍作阴极，电极反应式为Fe＋8OH－－6e－===FeO＋4H2O，A错误；镍电极上H＋放电生成H2，c(H＋)减小，溶液的pH增大，B错误；若离子交换膜为阴离子交换膜，FeO穿过阴离子交换膜向左侧扩散，左侧溶液中会含有FeO，C正确；温度和压强未知，不能计算生成气体体积，D错误。‎ ‎4．某同学做如下实验：下列说法正确的是(　　)‎ 装置 现象 电流计指针未发生偏转 电流计指针发生偏转 A．“电流计指针未发生偏转”，说明铁片Ⅰ、铁片Ⅱ均未被腐蚀 B．用K3[Fe(CN)6]溶液检验铁片Ⅲ、Ⅳ附近溶液，可判断电池的正、负极 C．铁片Ⅰ、Ⅲ所处的电解质溶液浓度相同，二者的腐蚀速率相等 D．铁片Ⅳ的电极反应式为Fe－3e－===Fe3＋‎ 解析：选B　左图中因两溶液中NaCl的浓度相等，因此发生的是普通的化学腐蚀，且腐蚀速率相等，电流计指针未发生偏转，铁片Ⅰ、铁片Ⅱ均被腐蚀，A错误；右图中因两溶液中NaCl的浓度不相等，因此发生的是电化学腐蚀，且浓度大的一极发生的反应是Fe－2e－===Fe2＋，可以用K3[Fe(CN)6]溶液检验Fe2＋‎ 的存在，进而判断电池的正、负极，B正确；同一个原电池装置中，铁片Ⅰ、Ⅱ所处的电解质溶液浓度相同，二者的腐蚀速率相等，C错误；铁片Ⅳ的电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，D错误。‎ ‎5．如图所示，甲池的总反应式为N2H4＋O2===N2＋2H2O。下列说法正确的是(　　)‎ A．甲池中负极上的电极反应式为 N2H4－4e－===N2＋4H＋‎ B．乙池中石墨电极上发生的反应为 ‎4OH－－4e－===2H2O＋O2↑‎ C．甲池溶液pH增大，乙池溶液pH减小 D．甲池中每消耗0.1 mol N2H4乙池电极上则会析出6.4 g固体 解析：选B　由图知甲池是燃料电池，乙池是电解池，甲池的电解质溶液是氢氧化钾溶液，则负极不可能生成H＋，应为N2H4－4e－＋4OH－===N2＋4H2O，A错误；乙池的石墨极是阳极，发生氧化反应，B正确；甲池总反应中生成了水，则KOH溶液浓度变小，pH减小，乙池生成Cu、O2、H2SO4，溶液pH减小，C错误；根据各个电极流过的电量相等知，N2H4～2Cu，甲池消耗0.1 mol N2H4，乙池电极上则会析出12.8 g铜，D错误。‎ ‎6．(1)二氧化氯(ClO2)为一种黄绿色气体，是国际上公认的高效、广谱、快速、安全的杀菌消毒剂。目前已开发出用电解法制取ClO2的新工艺。‎ ‎①如图所示，用石墨作电极，在一定条件下电解饱和食盐水制取ClO2。则阳极产生ClO2的电极反应式为____________________________________________________‎ ‎____________________________________。‎ ‎②电解一段时间，当阴极产生的气体体积为112 mL(标准状况)时，停止电解。通过阳离子交换膜的阳离子的物质的量为________ mol；阴极区溶液的pH将________。‎ ‎(2)为提高甲醇燃料的利用率，科学家发明了一种燃料电池，电池的一个电极通入空气，另一个电极通入甲醇气体，电解质是掺入了Y2O3的ZrO2晶体，在高温下它能传导O2－。电池工作时负极反应式为___________________________________________________。‎ ‎(3)铅蓄电池是一种传统的目前使用量最大的二次电池，其放电时的总反应方程式为PbO2＋Pb＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O，则充电时阳极反应式为________________________________。‎ ‎(4)用石墨作电极电解100 mL只含有以下离子(未考虑水的电离)的溶液。‎ 离子 Cu2＋‎ H＋‎ Cl－‎ SO c/(mol·L－1)‎ ‎1‎ ‎6‎ ‎4‎ x ‎①表中x＝________。‎ ‎②电解一段时间后，当阴极收集到0.3 mol的气体时(忽略电极产物可能存在的溶解现象)，收集到O2的物质的量为________ mol。‎ 解析：(1)①电解饱和食盐水制取ClO2，阳极电极反应为Cl－－5e－＋2H2O===ClO2↑＋4H＋；②阴极电极反应为2H＋＋2e－===H2↑，当生成气体112 mL，即0.005 mol时，消耗H＋的物质的量为0.01 mol，为保持阴、阳极室溶液呈电中性，通过阳离子交换膜的阳离子(均为＋1价离子)的物质的量应为0.01 mol。阴极区消耗H＋，故其溶液pH将增大。(2)甲醇燃料电池，甲醇在负极发生氧化反应，故电极反应为CH3OH－6e－＋3O2－===CO2＋2H2O。(3)充电时阳极反应即放电时正极反应的逆反应，电极反应为PbSO4＋2H2O－2e－===PbO2＋SO＋4H＋。(4)由溶液呈电中性得：2c(Cu2＋)＋c(H＋)＝c(Cl－)＋2c(SO)，故c(SO)＝2 mol·L－1，即x＝2；阴极先是Cu2＋放电，Cu2＋＋2e－===Cu，后是H＋放电，2H＋＋2e－===H2↑，生成0.3 mol气体即氢气，转移电子为0.2 mol＋0.6 mol＝0.8 mol，阳极先是Cl－放电，2Cl－－2e－===Cl2↑，后是OH－放电，4OH－－4e－===O2↑＋2H2O,0.4 mol Cl－转移0.4 mol e－生成0.2 mol Cl2，故应有0.4 mol OH－放电生成0.1 mol O2。‎ 答案：(1)①Cl－－5e－＋2H2O===ClO2↑＋4H＋‎ ‎②0.01　增大 ‎(2)CH3OH－6e－＋3O2－===CO2＋2H2O ‎(3)PbSO4＋2H2O－2e－===PbO2＋SO＋4H＋‎ ‎(4)①2　②0.1‎ ‎[课下达标练]　 ‎ ‎[本节过关达标练]‎ ‎1．下列有关电化学装置的说法正确的是(　　)‎ A．利用图a装置处理银器表面的黑斑Ag2S，银器表面发生的反应为Ag2S＋2e－===2Ag＋S2－‎ B．图b电解一段时间，铜电极溶解，石墨电极上有亮红色物质析出 C．图c中的X极若为负极，则该装置可实现粗铜的精炼 D．图d中若M是海水，该装置是通过“牺牲阳极的阴极保护法”使铁不被腐蚀 解析：选A　形成原电池时，Al为负极被氧化，Ag2S为正极被还原，正极反应式为Ag2S＋2e－===2Ag＋S2－，A正确；铜为阴极，发生还原反应，不能溶解，石墨电极上生成O2，B错误；图c中的X极若为负极，粗铜为阴极，而电解精炼时，粗铜作阳极，纯铜作阴极，不能进行粗铜的精炼，C错误；该装置有外接电源，属于“有外加电源的阴极保护法”，D错误。‎ ‎2．(2018·江西五市部分学校联考)利用电催化在水溶液中可将CO2同时转化为多种化工原料(如图)。下列说法不正确的是(　　)‎ A．Pt电极的电极反应式：2H2O－4e－===O2↑＋4H＋‎ B．H＋迁移至Cu电极 C．电极上产生乙烯的反应：2CO2＋12H＋＋12e－===C2H4＋4H2O D．通电一段时间后，Cu电极区因放出不同气体，溶液质量可能减小 解析：选D　选项A，Pt电极为阳极，阳极为水电离产生的OH－放电，正确。选项B，H＋通过质子膜向阴极移动，正确。选项C，根据质量守恒、电荷守恒知，正确。选项D，阴极区吸收CO2，且获得阳极区迁移来的H＋，在生成CO、C2H4、CH4的同时均生成水，生成的HCOOH能溶解在水中，故溶液质量增加，错误。‎ ‎3．(2017·北京海淀区期末)某同学进行以下实验：‎ 操作 现象 取一块打磨过的生铁片，在其表面滴1滴含酚酞和K3[Fe(CN)6]的食盐水 放置一段时间后，生铁片上出现如图所示“斑痕”。其边缘处为红色，中心区域为蓝色，在两色环交界处出现铁锈 下列说法不合理的是(　　)‎ A．生铁片发生吸氧腐蚀 B．中心区域：Fe－2e－===Fe2＋‎ C．边缘处：O2＋2H2O＋4e－===4OH－‎ D．交界处：4Fe2＋＋O2＋10H2O===4Fe(OH)3＋8H＋‎ 解析：选D　生铁片边缘处为红色，说明生成了OH－：O2＋2H2O＋4e－===4OH－，生铁片发生吸氧腐蚀，A、C项合理；根据实验现象，中心区域为蓝色，说明生成了Fe2＋，B项合理；在两色环交界处出现铁锈，是因为生成的氢氧化亚铁被氧气氧化为氢氧化铁，氢氧化铁分解生成铁锈，D项不合理。‎ ‎4．(2018·厦门模拟)碳酸二甲酯[(CH3O)2CO]是一种具有发展前景的“绿色”化工产品，电化学合成碳酸二甲酯的工作原理如图所示(加入两极的物质均是常温常压下的物质)。下列说法正确的是(　　)‎ A．电解一段时间后，阴极和阳极消耗的气体的物质的量之比为1∶2‎ B．石墨Ⅰ极发生的电极反应为2CH3OH＋CO－e－===(CH3O)2CO＋H＋‎ C．石墨Ⅱ极与直流电源正极相连 D．H＋由石墨Ⅱ极通过质子交换膜向石墨Ⅰ极移动 解析：选A　 通入O2的一极发生还原反应，为阴极，则阳极上是CH3OH和CO发生氧化反应。石墨Ⅰ极为阳极，阳极上是CH3OH和CO被氧化，电极反应为2CH3OH＋CO－2e－===(CH3O)2CO＋2H＋，阴极电极反应式为O2＋4e－＋4H＋===2H2O，根据电极反应式，电解一段时间后，阴极和阳极消耗气体的物质的量之比为1∶2，A正确、B错误；C项，石墨Ⅱ极为阴极，与直流电源负极相连，错误；D项，阳离子向阴极移动，故H＋由石墨Ⅰ 极通过质子交换膜向石墨Ⅱ极移动，错误。‎ ‎5．(2018·江西一模)如图所示，A池用石墨电极电解NaOH溶液，B池精炼粗铜，一段时间后停止通电，A池中d极产生2.24 L(标准状况)具有氧化性的气体。下列说法正确的是(　　)‎ A．A池为电解池，B池为原电池 B．d、e两极都发生氧化反应 C．e极应为粗铜材料 D．B池中e极质量增加12.8 g 解析：选D　A、B池都为电解池，故A项错误；用石墨电极电解氢氧化钠溶液时，阳极生成具有氧化性的氧气，故d电极为电解池阳极，c电极为阴极，e电极为阴极，f电极为阳极，电解池中阳极发生氧化反应，所以应为d、f电极发生氧化反应，c、e电极发生还原反应，故B项错误；B池精炼粗铜，则f电极为粗铜，e电极为精铜，故C项错误；B池中e极为电解池阴极，电极反应为Cu2＋＋2e－===Cu，铜的质量增加，根据电解池中得失电子守恒，A池中d电极生成氧气，物质的量为0.1 mol，转移电子0.4 mol，所以可知e极上生成铜0.2 mol，质量为12.8 g，故D项正确。‎ ‎6．两个惰性电极插入500 mL AgNO3溶液中，通电电解。当电解液的pH从6.0变为3.0时(设电解过程中阴极没有H2放出，且电解液在电解前后体积变化可以忽略不计)，电极上析出银的质量最大为(　　)‎ A．27 mg　　　　　　　　 　B．54 mg C．106 mg D．216 mg 解析：选B　电解AgNO3溶液属于放O2生酸型，电解的总反应式为4AgNO3＋2H2O4Ag＋O2↑＋4HNO3，由此可知，电解过程中生成的n(Ag)＝n(HNO3)＝n(H＋)＝(10－3 mol·L－1－10－6 mol·L－1)×0.5 L≈5×10－4 mol，m(Ag)＝5×10－4 mol×108 g·mol－1＝0.054 g＝54 mg。‎ ‎7．某同学设计了图示装置除去H2中少量的CO，闭合K时，则下列说法正确的是(　　)‎ A．电极Ⅰ为原电池的负极，电极Ⅲ为电解池的阳极 B．电极Ⅳ生成的氢气与电极Ⅰ消耗的氢气一样多 C．电流由电极Ⅰ经导线流向电极Ⅳ D．电极Ⅱ的电极反应：4OH－－4e－===O2↑＋2H2O 解析：选A　电极Ⅰ通入的是H2、CO为原电池的负极，电极Ⅲ为电解池的阳极，A正确；电极Ⅰ通入的H2、CO均被氧化，而电极Ⅳ只有H＋得电子生成H2，电极Ⅳ生成的H2与电极Ⅰ消耗的H2不一样多，B错误；电子由电极Ⅰ经导线流向电极Ⅳ，C错误；电极Ⅱ的电极反应：O2＋4e－＋2H2O===4OH－，D错误。‎ ‎8．如图，将铁棒和石墨棒插入盛有饱和NaCl溶液的U形管中，下列分析正确的是(　　)‎ A．K1闭合，铁棒周围溶液会出现白色沉淀，而且沉淀最终变为红褐色 B．K1或K2闭合，石墨棒周围溶液pH均升高 C．K2闭合，铁棒上发生的反应为 ‎2Cl－－2e－===Cl2↑‎ D．K2闭合，电路中通过0.002NA个电子时，两极共产生0.002 mol气体 解析：选D　若闭合K1，该装置没有外接电源，所以构成了原电池，较活泼的金属铁作负极，负极上铁失电子，Fe－2e－===Fe2＋，正极反应式为2H2O＋O2＋4e－===4OH－，因中间为阳离子交换膜，则Fe2＋向碳棒一端移动，则石墨棒周围溶液会出现白色沉淀，而且沉淀最终变为红褐色，故A错误。若闭合K1，该装置为原电池，不活泼的石墨棒作正极，正极上电极反应式为2H2O＋O2＋4e－===4OH－，所以石墨棒周围溶液pH升高；若闭合K2，该装置为电解池，石墨棒为阳极，电极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑，所以石墨棒周围溶液pH不变，故B错误。K2闭合，铁棒为阴极，铁棒上发生的反应为2H＋＋2e－===H2↑，故C错误。K2闭合，电路中通过0.002NA个电子时，阴极生成0.001 mol氢气，阳极生成0.001 mol氯气，两极共产生0.002 mol气体，故D正确。‎ ‎9．(2018·温州中学模拟)如图装置(Ⅰ)为一种可充电锂离子电池的示意图，该电池充、放电的化学方程式为Li4Ti5O12＋3LiLi7Ti5O12。装置(Ⅱ)为电解池的示意图。当闭合K1，断开K2时，Fe电极附近溶液先变红。下列说法正确的是(　　)‎ A．闭合K1，断开K2时，若将Fe电极和石墨电极互换，装置(Ⅱ)中发生的总反应为2NaCl＋2H2O2NaOH＋Cl2↑＋H2↑‎ B．闭合K1，断开K2时，当0.1 mol Li＋‎ 从A极区迁移到B极区，理论上Fe电极上产生的气体体积为1.12 L(标准状况)‎ C．取下锂离子电池充电，电极A为阳极，发生氧化反应，电极反应式为Li7Ti5O12－3e－===Li4Ti5O12＋3Li＋‎ D．若开始时，断开K1，闭合K2，一段时间后，石墨电极附近显红色，则该电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑‎ 解析：选B　当闭合K1，断开K2时，Fe电极附近溶液先变红，说明Fe电极生成OH－，应为电解池的阴极，石墨为电解池的阳极，A为原电池的负极，B为原电池的正极。若将Fe电极和石墨电极互换，Fe作阳极，优先失电子，则装置(Ⅱ)中发生的总反应为Fe＋2H2OFe(OH)2＋H2↑，A项错误；当有0.1 mol Li＋通过离子交换膜，说明有0.1 mol电子转移，根据2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑，可知Fe电极上生成氢气0.05 mol，标准状况下体积为1.12 L，B项正确；装置(Ⅰ)为一种可充电锂离子电池，放电时，电极A为负极，则充电时与电源的负极相连，电极A为阴极，C项错误；若开始时，断开K1，闭合K2，形成的是铁的吸氧腐蚀，一段时间后，石墨电极附近显红色，该电极反应式为O2＋2H2O＋4e－===4OH－，D项错误。‎ ‎10．(2018·杭州月考)在固态金属氧化物电解池中，高温共电解H2OCO2混合气体制备H2和CO是一种新的能源利用方式，基本原理如下图所示。下列说法不正确的是(　　)‎ A．X是电源的负极 B．阴极的电极反应式是H2O＋2e－===H2＋O2－、CO2＋2e－===CO＋O2－‎ C．总反应可表示为H2O＋CO2H2＋CO＋O2‎ D．阴、阳两极生成的气体的物质的量之比是1∶1‎ 解析：选D　A项，根据图示，X极产物为H2和CO，是H2O与CO2的还原产物，可判断在X极上发生还原反应，由此判断X为电源的负极，正确；B项，根据题意，电解质为固体金属氧化物，可以传导O2－，故在阴极上发生的反应为H2O＋2e－===H2＋O2－，CO2＋2e－===CO＋O2－，正确；C项，根据电极产物及B项发生的电极反应可知，该反应的总反应方程式为H2O＋CO2H2＋CO＋O2，正确；D项，根据C项的电解总反应方程式，阴阳两极的气体的物质的量之比为2∶1，错误。‎ ‎11．Ⅰ.用图1所示装置实验，U形管中a为25 mL CuSO4溶液，X、Y为电极。‎ ‎(1)若X为铁，Y为纯铜，则该装置所示意的是工业上常见的________池，阳极反应式为________________________________________________________________________。‎ ‎(2)若X为纯铜，Y为含有Zn、Ag、C等杂质的粗铜，则该图所示意的是工业上常见的________装置。反应过程中，a溶液的浓度________发生变化(填“会”或“不会”)。‎ Ⅱ.现代氯碱工业常用阳离子交换膜将电解槽隔成两部分，以避免电解产物之间发生二次反应。图2为电解槽示意图。‎ ‎(1)阳离子交换膜，只允许溶液中的________通过(填下列微粒的编号)。‎ ‎①H2　②Cl2　③H＋　④Cl－　⑤Na＋　⑥OH－‎ ‎(2)写出阳极的电极反应式：_____________________________________________。‎ ‎(3)已知电解槽每小时加入10%的氢氧化钠溶液10 kg，每小时能收集到标准状况下氢气896 L，而且两边的水不能自由流通。则理论上：‎ ‎①电解后流出的氢氧化钠溶液中溶质的质量分数为________________________________________________________________________。‎ ‎②通过导线的电量为________________。(已知NA ＝ 6.02×1023 mol－1，电子电荷为1.60×10－19 C)‎ 解析：Ⅱ.(1)阳离子交换膜，只允许阳离子通过，所以H＋、Na＋可以通过。‎ ‎(3)m(NaOH)原＝10 kg×10%＝1 kg 在阴极区，H＋放出，但又有Na＋移来，引起阴极区增重，所以有 ‎2H2O→H2～2NaOH～增重2(Na－H)～转移2e－‎ ＝＝ ‎＝ 解得：m(NaOH)生成＝3 200 g＝3.2 kg m(溶液)增＝1 760 g＝1.76 kg Q＝7.71×106 C 故w(NaOH) ＝×100%＝×100%＝35.7%。‎ 答案：Ⅰ.(1)电镀　Cu－2e－===Cu2＋‎ ‎(2)铜的电解精炼　会 Ⅱ.(1)③⑤　(2)2Cl－－2e－===Cl2↑‎ ‎(3)①35.7%　②7.71×106 C ‎12．某蓄电池的反应为NiO2＋Fe＋2H2OFe(OH)2＋Ni(OH)2。‎ ‎(1)该蓄电池充电时，发生还原反应的物质是________(填下列字母)。放电时生成Fe(OH)2的质量为18 g，则外电路中转移的电子数是________。‎ A．NiO2 B．Fe C．Fe(OH)2 D．Ni(OH)2‎ ‎(2)为防止远洋轮船的钢铁船体在海水中发生电化学腐蚀，通常在船体镶嵌Zn块，或与该蓄电池的________极(填“正”或“负”)相连。‎ ‎(3)以该蓄电池作电源，用如图所示的装置在实验室模拟铝制品表面“钝化”处理的过程中，发现溶液逐渐变浑浊，原因是(用相关的电极反应式和离子方程式表示)__________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(4)精炼铜时，粗铜应与直流电源的________极(填“正”或“负”)相连。精炼过程中，电解质溶液中的c(Fe2＋)、c(Zn2＋)会逐渐增大而影响进一步电解。甲同学设计如图除杂方案：‎ H2O2, 已知：‎ 沉淀物 Fe(OH)3‎ Fe(OH)2‎ Cu(OH)2‎ Zn(OH)2‎ 开始沉淀时的pH ‎2.3‎ ‎7.5‎ ‎5.6‎ ‎6.2‎ 完全沉淀时的pH ‎3.9‎ ‎9.7‎ ‎6.4‎ ‎8.0‎ 则加入H2O2的目的是______________________。乙同学认为应将方案中的pH调节到8，你认为此观点________(填“正确”或“不正确”)，理由是________________________________________________________________________。‎ 解析：(1)该蓄电池充电时反应逆向进行，发生还原反应的电极为阴极，电极反应式为Fe(OH)2＋2e－===Fe＋2OH－。放电时Fe→Fe(OH)2，电极反应式为Fe－2e－＋2OH－===Fe(OH)2,18 g Fe(OH)2为0.2 mol，故转移0.4 mol电子。(2)外接电源的阴极保护法，船体应与蓄电池的负极相连。(3)铝制品发生钝化时，在铝表面形成致密的氧化膜，也会有Al3＋进入溶液与HCO发生反应Al3＋＋3HCO===Al(OH)3↓＋3CO2↑，溶液变浑浊。(4)精炼铜时，粗铜应与电源的正极相连。处理电解质溶液时加入H2O2是将Fe2＋转化为Fe3＋，然后调节溶液的pH为4，可以使Fe3＋以Fe(OH)3的形式除去。若将溶液的pH调节到8，Cu2＋、Zn2＋已经沉淀完全。‎ 答案：(1)C　0.4NA(或2.408×1023)‎ ‎(2)负 ‎(3)Al－3e－===Al3＋，Al3＋＋3HCO===Al(OH)3↓＋3CO2↑‎ ‎(4)正　将Fe2＋氧化为Fe3＋　不正确　因为同时会使Cu2＋生成沉淀而除去 ‎13．(2017·冀州中学期末)如图装置中，b电极用金属M制成，a、c、d为石墨电极，接通电源，金属M沉积于b极，同时a、d电极上产生气泡。试回答：‎ ‎(1)a为________极，c极的电极反应式为__________________________。‎ ‎(2)电解开始时，在B烧杯的中央，滴几滴淀粉溶液，能观察到的现象是__________________________，电解进行一段时间后，罩在c极上的试管中也收集到了气体，此时c极上的电极反应为____________________________________________________。‎ ‎(3)当d极上收集到44.8 mL(标准状况)气体时停止电解，a极上放出了______mol气体，若b电极上沉积金属M的质量为0.432 g，则此金属的摩尔质量为______ g·mol－1。‎ ‎(4)向(3)中电解停止后的A烧杯中加蒸馏水使溶液体积仍为200 mL，取这种溶液加入到25.0 mL 0.100 mol·L－1 HCl溶液中，当加入31.25 mL溶液时刚好沉淀完全。试计算：电解前A烧杯中MNO3溶液的物质的量浓度为________ mol·L－1。‎ 解析：由电解原理可得：金属M沉积于b极，说明b是阴极，则a是阳极，c是阳极，d是阴极。(1)因c是阳极，溶液中的阴离子放电，根据离子的放电顺序可知是I－放电：2I－－2e－===I2。(2)在B烧杯中，c是阳极，溶液中的阴离子放电，即2I－－2e－===I2，I2遇到淀粉变蓝，I－放电完毕后，OH－放电：4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，c极上的试管中收集到的气体为氧气。‎ ‎(3)d极上氢离子放电：‎ ‎2H＋　＋　2e－　===　H2↑‎ ‎0．004 mol　　　　0.002 mol a极上氢氧根离子放电：‎ ‎4OH－　－　4e－　===2H2O＋O2↑‎ ‎0．004 mol　　　　　0.001 mol 即氧气的物质的量为0.001 mol。‎ b极上M＋放电：‎ M＋＋　e－　===　　M ‎　0.004 mol　　0.004 mol 则金属M的摩尔质量为＝108 g·mol－1。‎ ‎(4)设稀释后MNO3溶液的浓度为x，根据反应：‎ Cl－　　　　　＋　　　　　M＋===MCl↓‎ ‎0．100 mol·L－1×0.025 L　x×0.031 25 L 解得x＝0.08 mol·L－1，所以电解停止后溶液中M＋的物质的量为0.08 mol·L－1×0.2 L＝0.016 mol。‎ 则电解前A烧杯中MNO3溶液中M＋的物质的量＝0.004 mol＋0.016 mol＝0.02 mol。则电解前MNO3溶液的物质的量浓度＝＝0.1 mol·L－1。‎ 答案：(1)阳　2I－－2e－===I2‎ ‎(2)c极附近的溶液首先变成蓝色　4OH－－4e－===2H2O＋O2↑‎ ‎(3)0.001　108‎ ‎(4)0.1‎ ‎[已学知识回顾练]‎ ‎14．根据下图判断，下列说法正确的是(　　)‎ A．装置Ⅰ和装置Ⅱ中负极反应均是Fe－2e－===Fe2＋‎ B．装置Ⅰ和装置Ⅱ中正极反应均是O2＋2H2O＋4e－===4OH－‎ C．装置Ⅰ和装置Ⅱ中盐桥中的阳离子均向右侧烧杯移动 D．放电过程中，装置Ⅰ左侧烧杯和装置Ⅱ右侧烧杯中溶液的pH均增大 解析：选D　装置Ⅰ中，Zn作负极，Fe作正极，电极反应式分别为Zn－2e－===Zn2＋，O2＋2H2O＋4e－===4OH－，正极有OH－生成，溶液的pH增大；装置Ⅱ中，Fe作负极，Cu作正极，电极反应式分别为Fe－2e－===Fe2＋，2H＋＋2e－===H2↑，正极由于不断消耗H＋，所以溶液的pH逐渐增大，据此可知A、B错误，D正确；在原电池的电解质溶液中，阳离子移向正极，所以C错误。‎ ‎15．一种新型燃料电池，一极通入空气，另一极通入丁烷气体；电解质是掺杂氧化钇(Y2O3)的氧化锆(ZrO2)晶体，在熔融状态下能传导O2－。下列说法不正确的是(　　)‎ A．在熔融电解质中，O2－向负极定向移动 B．电池的总反应为2C4H10＋13O2===8CO2＋10H2O C．通入空气的一极是正极，电极反应为O2＋4e－===2O2－‎ D．通入丁烷的一极是负极，电极反应为C4H10 ＋26e－＋13O2－===4CO2↑＋5H2O 解析：‎ 选D　A项，原电池中阴离子向负极移动，阳离子向正极移动，所以在熔融电解质中，O2－移向负极，正确； B项，电池的总反应与丁烷燃烧反应的化学方程式相同，为2C4H10＋13O2===8CO2＋10H2O，正确；C项，通入空气的一极是正极，在该极上是O2发生得电子的还原反应，电极反应为O2＋4e－===2O2－，正确； D项，通入丁烷的一极是负极，该极上发生氧化反应，电极反应式为C4H10＋13O2－－26e－===4CO2＋5H2O，错误。‎